Aktywowanie popiołów lotnych z węgla brunatnego Elektrowni Pątnów w młynie elektromagnetycznym

• Autorzy: Ćwiąkała M. , Szymańska J. , Sosiński R. , Nowak W.

Warianty tytułu

EN

Brown coal fly-ash from Electric Power Station "Pątnów" activation in electromagnetic mill

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań potwierdzające zalety nowatorskiej koncepcji technologicznej wykorzystania młyna elektromagnetycznego w celu uzyskania aktywowanego popiołu lotnego o bardzo korzystnych właściwościach. Podano klasyfikację popiołów lotnych w zależności od miejsca wydobycia i rodzaju węgla. Badania prowadzono z wykorzystaniem popiołu pochodzą- cego ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni "Pątnów". Podano uzasadnienie takiej aktywacji poprzez zamieszczenie wyników badań wytrzymałości mieszanek gruntowo-spoiwowych z aktywowanym w młynie elektromagnetycznym popiołem. Przedstawiono skład chemiczny tego popiołu oraz wskazano na zalety jego stosowania w mieszankach gruntowo-spoiwowych. Badania przeprowadzono dla gruntów spoistych po 14 i 42 dniach twardnienia, korzystając z normy BN-71/8933-10. Dla gruntów niespoistych wg PN-88/B-04481 przeprowadzono następujące badania: zawartości frakcji piaskowo-żwirowej, zawartości ziarna mniejszego niż 0,075 mm, zawartości niespalonego węgla, maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego po zagęszczeniu wg I metody Proctora i odpowiadającej jej wilgotności optymalnej, wskaźnika piaskowego po pięciokrotnym zagęszczeniu metodą I Proctora, wskaźnika nośności po 4 dobach nasycenia wodą bez obciążenia i z obciążeniem 3 kN/m2 oraz kąta tarcia wewnętrznego (stan naturalny). Wyznaczono również wskaźnik wodoprzepuszczalności (stan naturalny) wg normy PN-55/B-04492 i kapilarność bierną wg normy PN-B-04493:1960. Przygotowaną mieszankę popiołu lotnego z gruntem spoistym o wilgotności optymalnej wsypywano do formy walcowej (średnica i wysokość formy równa 8 cm) i zagęszczano w jednej warstwie dynamicznie energią 0,59 J/cm3 mieszanki wg normalnej metody Proctora zgodnie z normą PN-88/B-04481. Próbki po uformowaniu pielęgnowano zgodnie z normą BN-71/8933-10, a następnie ściskano na prasie hydraulicznej, uzyskując wynik wytrzymałości na ściskanie. Badania przeprowadzone po 14 dniach twardnienia wykazały, że domielenie popiołu lotnego powoduje podwyższenie wytrzymałości mieszanek gruntowych z dodatkiem cementu o 43 i o 25% w mieszankach bez dodatku cementu. Natomiast, biorąc pod uwagę badania uzyskane po 42 dniach, procentowy wzrost wytrzymałości wynosił 28% dla mieszanki gruntowej z dodatkiem cementu i 37,5% dla mieszanki bez dodatku cementu. Badania mieszanin popiołu lotnego z gruntem niespoistym wykonywało Laboratorium Geotechniki Instytutu Badawczego Dróg i Mostów w Warszawie we współpracy z Centralnym Laboratorium firmy Wapeco Sp. z o.o. Przedstawiona koncepcja technologiczna charakteryzuje się wysokim wzrostem wytrzymałości mieszanek gruntowych przy blisko 80% sprawności energetycznej procesu domielenia w młynie elektromagnetycznym. Zapewnia ona minimalne koszty zużycia energii na aktywowanie popiołów.

EN

The article presents the results of research on specific activated fly ash preparation, confirming the advantages of innovatory technological conception of electromagnetic mill use. The fly ash from brown coal utilization in the electric power station "Pątnów" (Poland) was used in research. This activation was substantiated on the basis of research on ground binding mixture strength with the fly ash activated in electromagnetic mill. Chemical constitution of this fly ash and advantages of its use in ground binding mixture were presented. The research was conducted for coherent ground after 12 and 14 days of hardening on the basis of the norm BN-71/8933-10. For disintegrated ground the following research was conducted: according to PN-88/B-04481 gravel-sand fraction content, content of grain smaller than 0.075 mm, content of non utilized coal, maximal volumetric density of soil particles after thickening it according to I Proctor method and the optimal degree of saturation corresponding to it, sand ratio after 5 times density with I Procter method, bearing capacity ratio of the ground after 4 days water absorption without load and with 3 kN/m2 load and internal friction angle (natural state). Water - permeability ratio was also performed (natural state) according to the norm PN-55/B-04492 as well as passive capillarity ratio according to the norm PN-B-04493:1960. The mixture of fly ash with binding ground of the optimal degree of saturation was poured into the roll form (the diameter and height of the form amounted 8 cm) thickened in one layer dynamically with energy 0.59 joule per 1 cm3 of mixture according to normal Procter method on the basis of the norm PN-88/B-04481. In order to obtain the knowledge concerning the resis- tance to pressing, the samples were treated according to the norm BN-71/8933-10 after being formed and then pressed on hydraulic press. Research conducted after 14 days of hardening revealed that in the result of fly ash grinding the strength of ground mixture with cement addition increases by 43% and by 25% as far as mixtures without cement are concerned. The research results after 42 days showed 28% strength increase for the ground mixture with cement addition and 37,5% - increase for the ground mixture without cement addition. The presented technological conception is characterized by the high increase in ground mixture strength by nearly 80% energetic efficiency in grinding process in electromagnetic mill. It ensures the minimal cost of energy used for ash activation.

Słowa kluczowe

PL

popiół lotny; mieszanki popiołowe; młyn elektromagnetyczny

EN

air ash; ash mixture; electromagnetic mill

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 11, nr 4
• Strony: 491--502
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Ćwiąkała M.

autor

Szymańska J.

autor

Sosiński R.

autor

Nowak W.

• Wapeco Sp. z o.o., ul. Majdańska 3, 04-088 Warszawa

Bibliografia

• [1] Pachowski J., Popioły lotne i ich zastosowanie w budownictwie drogowym, WKŁ, Warszawa 1976.
• [2] Sosiński R., Szczypiorowski A., Szymanek P., Nowak W., Problems concerning the electromagnetic mill using, 14th International Conference Ashes from Power generation, Międzyzdroje 2007.
• [3] Sosiński R., Szczypiorowski A., Szymanek P., Nowak W., Aspects of using the electromagnetic mill in coal energetic technology development, 24th International Pittsburg Coal Conference, Pittsburg, September 10-14, 2007.
• [4] Sosiński R., Szymanek P., Nowak W., Aspects of fly ash processing in the electromagnetic mill, 13th International Conference Ashes from power generation, Cracow, November 6-7, 2006.
• [5] Sosiński R., Opracowanie metodyki projektowania trójfazowych wzbudników wirującego pola do młynów elektromagnetycznych, praca doktorska, Wydział Elektryczny Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2006.
• [6] Sosiński R., Nowak W., Rolicz P., Szczypiorowski A., Młyn elektromagnetyczny, zgłoszenie w Urzędzie Patentowym RP, z dnia 08.06.2007 r. Nr P382610, Polska 2007.
• [7] Sosiński R., Nowak W., Szymańska J., The application problem of electromagnetic grinding mili high-utilization process, Ist International Conference - EUROCOALASH Warszawa 2008.
• Wykaz norm
• 1. BN-71/8933-10 Drogi samochodowe. Podbudowa z gruntów stabilizowanych aktywnymi popiołami lotnymi.
• 2. PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
• 3. PN-55/B-04492 Grunty budowlane. Badania właściwości fizycznych. Oznaczanie współczynnika wodoprzepuszczalności.
• 4. PN-S-02205:1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania.
• 5. PN-60/B-04493 Grunty budowlane. Oznaczanie kapilarności biernej.
• 6. PN-EN 196-6 Metody badania cementu. Oznaczenie stopnia zmielenia.